EP2637866A1 - Mehrschicht-kunststoff-folie sowie folienbeschichtetes formgepresstes bauteil - Google Patents

Mehrschicht-kunststoff-folie sowie folienbeschichtetes formgepresstes bauteil

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EP2637866A1
EP2637866A1 EP11782599.2A EP11782599A EP2637866A1 EP 2637866 A1 EP2637866 A1 EP 2637866A1 EP 11782599 A EP11782599 A EP 11782599A EP 2637866 A1 EP2637866 A1 EP 2637866A1
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EP
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layer
film
insulating layer
coated
compression
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EP11782599.2A
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Hans Rudolf Czerny
Michael Hisserich
Andreas Sviridenko
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Carcoustics Techconsult GmbH
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Carcoustics Techconsult GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a multilayer plastic film.
  • the subject of the invention is a film-coated molded component, a method for producing such a component and the use of such a component for thermal and / or acoustic insulation in motor vehicles.
  • compression molding is to be understood as meaning a process for material processing by means of which a flat workpiece, which is generally planar in area, is given a permanent 3d shaping under the action of heat and pressure.
  • the process temperature and the pressure applied, in particular the residence time of the workpiece in the cavity of the press is a particularly relevant process parameter.
  • Moldings particularly suitable materials are e.g. Non-wovens or foamed thermosetting plastics impregnated with a thermosetting resin or binder.
  • Multilayer plastic films are known in the art in a wide variety. In addition to the use of the multilayer plastic films in the packaging industry, they are especially suitable for the skinning of e.g.
  • the plastic films protect the insulating layers
  • Moisture can be caused.
  • this film is its low temperature resistance. If this film is used for the skin during a molding process, the molding process can only in a relatively low
  • DE 2935631 A1 discloses multilayer plastic films for the purpose of scouring insulating layers, which have a film with a relatively high softening point on one side and a film with a relatively low softening point on the other side. The films are coextruded under the action of heat and pressure. These multi-layer plastic films are used, among other things, for the molding of molded parts
  • these multilayer plastic films are subjected to strong shear forces and tend to delamination.
  • the protection of the skinned foam plastics or fiber webs against external influences can not be guaranteed thereby. Since delamination is not visible from the outside, there is a risk that the manufactured components, e.g. installed in motor vehicles, even though they are faulty. Component failure then occurs during use of the vehicle, resulting in high costs, e.g. arise through exchange.
  • the object of the present invention is therefore to provide a multi-layer plastic film for the skin molding of molded components, which has an improved temperature resistance and increased embossability. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a film-coated molded component with improved durability and a suitable manufacturing method.
  • a multilayer plastic film according to the invention for coating components produced by compression molding has at least one first layer of a first plastic material and a second layer of a second Plastic material on.
  • the first plastic material of the present invention has a higher temperature resistance than the second
  • Plastic material which is a thermoplastic on. Furthermore, one is
  • Adhesion layer disposed between the first and the second layer, which mechanically connects the first with the second layer.
  • the multi-layer plastic film according to the invention has the advantage that the existing adhesion layer can absorb the shear forces during a compression molding process, so that shear-induced damage to the film, as often observed in the use of coextruded films known from DE 2935631 AI for detackifying compression molded components be virtually completely avoided.
  • the film-coated, compression-molded component according to the present invention has a generally extensively extended insulating layer, which is coated on at least one side with a multilayer plastic film according to the invention.
  • the second layer of the multilayer plastic film shows the
  • the multilayer plastic film and the insulating layer are mechanically firmly connected to one another by a temporary melting of the thermoplastic second layer.
  • the subject matter of the invention is a method for producing a film-coated, compression-molded component.
  • a multilayer plastic film according to the invention is provided in this case.
  • a generally areally expanded, moldable and thermally and / or acoustically effective insulating layer is provided. Thereafter, the insulating layer is at least one side with the
  • the foil-covered insulating layer is compression molded. During the molding process, the film-covered insulating layer obtains on the one hand the predetermined shape of the pressing tool. On the other hand, the multilayer plastic film or
  • Multilayer plastic films and the insulating layer by the melting of the second layer of the multilayer plastic film.
  • the multilayer plastic film and the insulating layer can no longer be detached from each other without destroying them.
  • the subject of the invention is the use of a
  • inventive film-coated molded component for heat and / or sound insulation in motor vehicles.
  • Particularly advantageous is a use in the form of bonnet panels, end walls between engine compartments and passenger compartments, insulation of exhaust systems or exhaust systems and linings of oil pans or transmission tunnels has been found.
  • Adhesion layer smaller than the modulus of elasticity of the first and / or the second layer.
  • the adhesion layer used here makes it possible for stresses between the first and second layers, in particular the stresses which arise during compression molding, to be excluded from the
  • Adhesion layer can be compensated, whereby the embossability of the multilayer plastic films of the invention is improved.
  • the adhesion layer should advantageously have a thickness between about 1 m and 15 pm, preferably between about 4 m to 7 ⁇ .
  • Adhesion layer formed by means of a primer layer. Under one
  • Primer layer is to be understood as an adhesion-promoting layer which is preferably applied to a layer of the film in the production of the multilayer plastic film according to the invention, and which imparts a very good adhesion of this layer to the other layer.
  • the primer layer may be flexible and consist of a crosslinking polymer, particularly preferably of a polyurethane-based crosslinking polymer.
  • the multilayer plastic film can be produced in a continuous process.
  • the first and the second layer are produced in separate extrusion processes, in particular at the same time.
  • the finished extruded layers are spaced by means of guides parallel and spaced apart guided.
  • an adhesive or a primer for forming the adhesion layer is applied to the inside of at least one layer.
  • the application of the adhesive or primer can be carried out by spray application or by hand.
  • the adhesive or primer is knife-coated onto a layer.
  • Adhesion of the layers can be further improved by one of the two layers of the film prior to the application of the adhesive or primer or the contacting with the adhesive or
  • Primer-coated further layer is subjected to a corona treatment.
  • a corona treatment has in particular a layer of
  • Polyurethane ethers have been found to be particularly effective.
  • the finished multilayer plastic film can either be rolled up or else cut into sections of predetermined sizes by means of cutting devices.
  • the lower temperature resistance thermoplastic second layer of the multilayer plastic film according to the invention is preferably formed of polyurethane ether.
  • Polyurethane ether has very high hydrolysis resistance.
  • the selection of the thermoplastic material can also be done according to how and from which materials the
  • Insulating layers are constructed, which are to be skinned with the multi-layer plastic films according to the invention.
  • the choice is to be made so that a good mechanical and chemical compatibility between multi-layer plastic film, in particular the second layer, and to be skinned insulating layer.
  • mechanical bonding between the multilayer plastic film and the insulating layer may be achieved by comprising the second layer of co-polyamide, co-polyester or co-polyterephthalate.
  • the first layer comprises polyamide 6.6 or consists of this material.
  • Polyamide 6.6 has a high mechanical strength, a very good chemical resistance and a high
  • Melting temperature It is therefore very well suited for the skinning of components that are used in areas where u.a. high temperatures prevail and occur water- or oil-containing and / or aggressive media, for example in engine compartments.
  • the first layer consists of a modified polyester or a homopolyamide.
  • both the first and the second layer of the multilayer plastic film have a thickness of at least about 10 ⁇ m and at most about 35 ⁇ m. In a preferred embodiment, the thickness of the first and second layers is at least about 15 pm and at most about 25 pm.
  • the acoustic properties of the multilayer plastic film or the film-coated molded component can be customized to the specific purpose.
  • an areally expanded insulating layer can be covered on both sides by a multilayer plastic film according to the invention. It is also conceivable, however, that it is not an expansive, but a spatially extended,
  • the insulating layer In order to protect the insulating layer in this case from external influences, the insulating layer must be covered on all sides with the multi-layer plastic film. As a result, a complete encapsulation of the insulating layer is achieved.
  • the component is now particularly resistant to external influences such as the effects of high temperatures and aggressive substances and therefore has a longer life.
  • These (2d or 3d) components with fully encapsulated Insulating layer are particularly suitable for use in areas with high humidity, such as. Due to their very high resistance to hydrolysis. B. the tropics.
  • the insulating layer of the film-coated, molded component of a foam plastic for. B. consists of polyurethane foam.
  • the insulating layer may also be made of a melamine resin foam, such as. B. made of Basotect ® BASF.
  • Insulating layer also include textile nonwovens or textile fabrics.
  • a particularly preferred use here cotton fiber webs By using cotton fiber fleece, in particular the sound insulation properties can be improved.
  • the cotton fiber webs used may be e.g. to act around torn scraps.
  • the structure of the insulating layer is not limited to the above embodiments. Virtually all moldable materials with advantageous thermal and / or acoustic properties can be used for
  • Forming the insulating layer can be used.
  • the insulating layer comprises a thermosetting resin or a thermosetting binder
  • the insulating layer is impregnated with such a resin or binder.
  • a resin or binder Particularly suitable have e.g. Phenol resins proved. Phenolic resins cure at temperatures of about 150 ° C to 170 ° C and are resistant to breakage after curing and resistant to high temperatures as a thermosetting material. Similarly advantageous properties have melamine resins. Both resins are preferably in powdered form in the
  • Insulating layer introduced.
  • the resins crosslink and develop thermoset properties, e.g. a high
  • the temperature during compression molding must be at least so high that, first, the softening point of the second layer of the Multilayer plastic film is achieved. In this way, the thermoplastic second layer can act as a hot melt adhesive and there is a mechanically high-strength cohesive connection between the multilayer plastic film and the insulating layer. On the other hand, the temperature must be during the
  • Formpressens are chosen so high that in the presence of a resin or a binder in the insulating layer, the curing reaction of the resin or binder can take place.
  • the molding process of the film-coated component at a temperature of about 180 ° C, preferably above 200 ° C, more preferably above 220 ° C. This allows a relevant shortening of the molding cycle and thus a reduction of the cycle time. Along with this, the manufacturing costs of the components are significantly reduced.
  • the duration of the pressing process in one embodiment of the present invention lasts less than 100 seconds, preferably less than 90 seconds, more preferably less than 70 seconds.
  • the film-coated molded component is used as an acoustically effective hood trim or as an acoustically effective partition between the passenger compartment and the engine compartment.
  • Film-coated molded components according to the present invention are also well suited as end walls and as linings of
  • the component is used for thermal and / or acoustic insulation of buildings or pipelines.
  • FIGS. show a particularly preferred embodiment of the invention.
  • the invention is not limited to the embodiment shown.
  • the invention includes as far as technically reasonable any combination of the technical features listed in the dependent claims or in the
  • Fig. 1 a schematic sectional view of an inventive
  • Multilayer plastic film in one embodiment
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of an inventive
  • the multilayer plastic film 1 shown in FIG. 1 consists of a first layer 2, a thermoplastic second layer 4 and an adhesion layer 3, which is arranged between the first layer 2 and the second layer 4.
  • the adhesion layer 3 is formed by a flexible primer layer with a thickness of a few ⁇ , preferably, it has a thickness of about 4 ⁇ to 7 ⁇ .
  • the primer used is a crosslinking polymer which has increased adhesion both to the first layer 2 and to the second layer 4.
  • the second layer 4 is advantageously made of a thermoplastic
  • the second layer 4 has adhesive properties at elevated temperatures and is therefore very suitable as a hot melt adhesive.
  • Polyurethane ether has proved to be a particularly suitable material for the second layer.
  • the first layer 2 consists for example of polyamide 6.6.
  • the first layer 2 and the second layer 4 each have a thickness of about 15 pm to 35 pm. However, the first layer 2 and second layer 4 may also differ from one another in their thickness.
  • polyamide films are extruded separately to form the first layer 2 and polyurethane to form the second layer 4.
  • a primer layer of defined thickness is applied on one side to the polyurethane film or to the polyamide film, preferably by knife-coating. Possibly.
  • the adhesion of the primer layer to the polyurethane film can be improved by an upstream corona treatment of the surface of the polyurethane film.
  • the Polyamide film and the polyurethane film including the primer layer brought together and brought into mechanical contact, resulting in a surface bonding of the polyamide film with the polyurethane film.
  • the strength of this film composite can be increased by applying a local force to the film composite, e.g. by passing the composite through one or more pairs of rolls. Thereafter, the film composite is wound on a spool and kept ready in a coiled form for later use.
  • FIG. 2 schematically shows a section through a sheet-like, film-coated, compression-molded component 6, in which e.g. can act around a bonnet insulation.
  • the component 6 comprises a
  • Insulating layer 5 which is laminated on both sides by a multi-layer plastic film ⁇ , 1 "Each of the multi-layer plastic films ⁇ , 1" is materially bonded to the insulating layer 5. Furthermore, the multi-layer plastic films, 1 "peripherally peripherally materially connected directly to each other.In this way, the insulating layer 5 is completely enclosed by the multi-layer plastic films ⁇ , 1", so that the insulating layer 5 completely encapsulated and thus effectively before Environmental protection is protected.
  • Multilayer plastic film 1 1
  • the insulating layer 5 consists of a cotton fiber fleece, which is impregnated with a non-cured phenolic resin.
  • Cotton fiber fleeces are particularly suitable in the field of motor vehicle technology, since they have good sound insulation properties at low material costs.
  • the component of Fig. 2 is produced by compression molding in a heated mold.
  • Multilayer plastic film 1 placed horizontally one above the other, so that the first Layers V, the multi-layer plastic films ⁇ , 1 "are oriented outward.
  • the sections of the multi-layer plastic films ⁇ , 1" are slightly larger than the dimension of the insulating layer 5, so that the multi-layer plastic films
  • the resulting loose composite is gripped on two opposite longitudinal sides by means of a suitable tool, thereby mechanically fixed and placed in the heated open mold fastened on a press, whereupon the mold is closed.
  • Forming tools are heated up to 240 ° C, so that during the
  • the second layers 4 ', 4 "adjoining the insulating layer 5 melt and thus act as hot melt adhesives, resulting in an insoluble bond between the insulating layer 5 and the multilayer plastic foils ⁇ , 1".
  • the edge of the insulating layer 5 beyond the outgoing part of the multi-layer plastic films ⁇ , 1 is welded directly to each other during molding and thus seals the insulating layer 5 completely from the outside.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrschicht-Kunststoff-Folie (1, 1', 1'') zur Beschichtung von durch Formpressen hergestellten Bauteilen. Die Folie umfasst mindestens eine erste Schicht (2, 2', 2'') aus einem ersten Kunststoffmaterial und eine zweite Schicht (4, 4', 4'') aus einem zweiten Kunststoffmaterial. Des Weiteren weist das erste Kunststoffmaterial eine höhere Temperaturbeständigkeit auf als das zweite Kunststoffmaterial, wobei das zweite Kunststoffmaterial thermoplastisch ist.

Description

Titel: Mehrschicht-Kunststoff-Folie sowie folienbeschichtetes formgepresstes Bauteil
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrschicht-Kunststoff-Folie. Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein folienbeschichtetes formgepresstes Bauteil, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils und die Verwendung eines solchen Bauteils zur Wärme- und/oder Schalldämmung in Kraftfahrzeugen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter Formpressen ein Verfahren zur Materialbearbeitung verstanden werden, mittels welchem einem in der Regel flächenhaft ausgedehnten ebenen Werkstück unter Einwirkung von Wärme und Druck eine dauerhafte 3d-Formgebung verliehen wird. Dabei ist neben der Formgebung der zum Pressen verwendeten Kavität, der Prozesstemperatur und dem aufgebrachten Druck insbesondere auch die Verweildauer des Werkstücks in der Kavität der Presse ein besonders relevanter Prozessparameter. Zum
Formpressen besonders geeignete Werkstoffe sind z.B. Vliesstoffe oder geschäumte Duroplastische Kunststoffe, die mit einem wärmeaushärtenden Harz oder Binder getränkt sind.
Mehrschicht-Kunststoff-Folien sind aus dem Stand der Technik in einer großen Vielzahl bekannt. Neben der Verwendung der Mehrschicht-Kunststoff-Folien in der Verpackungsindustrie werden sie speziell für das Behäuten von z.B.
thermisch und/oder akustisch wirksamen Isolierschichten bzw. -bauteilen verwendet. Die Kunststoff-Folien schützen die Isolierschichten vor
Beschädigungen, die z.B. durch äußere Einflüsse wie Temperatur und
Feuchtigkeit hervorgerufen werden können. So ist z.B. die Verwendung einer Duplofolie aus einer elastifizierten Polyester- und einer Esterurethanfolie zum Behäuten akustisch wirksamer formgepresster Bauteile aus harzgetränktem Bauwollfaservlies bekannt, wobei die Folie durch Koextrusion herstellt wird.
Nachteilig an dieser Folie ist jedoch deren niedrige Temperaturbeständigkeit. Wird diese Folie zum Behäuten während eines Formpressvorgangs verwendet, so kann der Formpressvorgang nur in einem verhältnismäßig niedrigen
Temperaturbereich stattfinden. Hierdurch ist die Herstellung zeitaufwendig. Des Weiteren ist die verwendete Duplofolie stark Hydrolyseanfällig. Weiterhin sind aus der DE 2935631 AI Mehrschicht-Kunststoff-Folien zum Behäuten von Isolierschichten bekannt, die auf einer Seite eine Folie mit einem verhältnismäßig hohem Erweichungspunkt und auf der anderen Seite eine Folie mit einem verhältnismäßig niedrigem Erweichungspunkt aufweisen. Die Folien werden unter Einwirkung von Wärme und Druck koextrudiert. Diese Mehrschicht- Kunststoff-Folien werden u.a. zum Behäuten von formgepressten
Schaumkunststoffen oder harzverstärkten Faservliesen verwendet. Beim
Formpressen sind diese Mehrschicht-Kunststoff-Folien starken Scherkräften unterworfen und neigen dabei zur Delamination. Der Schutz der behäuteten Schaumkunststoffe bzw. Faservliese vor äußeren Einflüssen kann hierdurch nicht mehr gewährleistet werden. Da Delamination von außen nicht sichtbar ist, besteht die Gefahr, dass die hergestellten Bauteile z.B. in Kraftfahrzeugen verbaut werden, obwohl sie fehlerhaft sind. Ein Bauteilversagen tritt dann während der Nutzung des Kfz auf, wodurch hohe Kosten, z.B. durch Austausch entstehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Mehrschicht- Kunststoff-Folie zum Behäuten formgepresster Bauteile anzugeben, welche eine verbesserte Temperaturbeständigkeit und eine erhöhte Prägbarkeit aufweist. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein folienbeschichtetes formgepresstes Bauteil mit verbesserter Beständigkeit und ein geeignetes Herstellungsverfahren anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Mehrschicht-Kunststoff-Folie mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem folienbeschichteten formgepressten Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und einem Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten formgepressten Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch über die verschiedenen Kategorien der Ansprüche hinweg in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Eine erfindungsgemäße Mehrschicht-Kunststoff-Folie zur Beschichtung von durch Formpressen hergestellten Bauteilen weist mindestens eine erste Schicht aus einem ersten Kunststoffmaterial und eine zweite Schicht aus einem zweiten Kunststoffmaterial auf. Das erste Kunststoffmaterial der vorliegenden Erfindung weist dabei eine höhere Temperaturbeständigkeit als das zweite
Kunststoffmaterial, das ein Thermoplast ist, auf. Weiterhin ist eine
Adhäsionsschicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht angeordnet, die die erste mit der zweiten Schicht mechanisch verbindet.
Die erfindungsgemäße Mehrschicht-Kunststoff-Folie hat den Vorteil, dass die vorhandene Adhäsionsschicht die Scherkräfte während eines Formpressvorgangs aufnehmen kann, so dass scherinduzierte Beschädigungen der Folie, wie sie bei der Verwendung der aus der DE 2935631 AI bekannten Koextrudierten Folien zum Behauten formgepresster Bauteile oftmals beobachtet werden, praktisch vollständig vermieden werden können.
Das folienbeschichtete, formgepresste Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine in der Regel flächenhaft ausgedehnte Isolierschicht auf, die zumindest einseitig mit einer erfindungsgemäßen Mehrschicht-Kunststoff-Folie beschichtet ist. Die zweite Schicht der Mehrschicht-Kunststoff-Folie zeigt dabei zur
Isolierschicht hin. Die Mehrschicht-Kunststoff-Folie und die Isolierschicht sind durch ein temporäres Aufschmelzen der thermoplastischen zweiten Schicht mechanisch fest miteinander verbunden.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten, formgepressten Bauteils. In einem ersten Schritt wird hierbei eine erfindungsgemäße Mehrschicht-Kunststoff-Folie bereitgestellt. Im nachfolgenden Schritt wird eine in der Regel flächenhaft ausgedehnte, formpressbare und thermisch und/oder akustisch wirksame Isolierschicht bereitgestellt. Danach wird die Isolierschicht zumindest einseitig mit der
Mehrschicht-Kunststoff-Folie abgedeckt. Anschließend wird die folienbedeckte Isolierschicht formgepresst. Während des Formpressvorgangs erlangt die folienbedeckte Isolierschicht zum einen die vom Press-Werkzeug vorgegebene Form. Zum anderen verbinden sich die Mehrschicht-Kunststoff-Folie bzw.
Mehrschicht-Kunststoff-Folien und die Isolierschicht durch das Aufschmelzen der zweiten Schicht der Mehrschicht-Kunststoff-Folie. Die Mehrschicht-Kunststoff- Folie und die Isolierschicht sind nun nicht mehr zerstörungsfrei voneinander lösbar. Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines
erfindungsgemäßen folienbeschichteten formgepressten Bauteils zur Wärme- und/oder Schalldämmung in Kraftfahrzeugen. Als besonders vorteilhaft hat sich einer Verwendung in Form von Motorhaubenverkleidungen, Stirnwänden zwischen Motorräumen und Fahrgastzellen, Isolierungen von Auspuffsystemen oder Abgasanlagen sowie Verkleidungen von Ölwannen oder Getriebetunneln erwiesen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Elastizitätsmodul der
Adhäsionsschicht kleiner als der Elastizitätsmodul der ersten und/oder der zweiten Schicht. Durch die hier verwendete Adhäsionsschicht wird es ermöglicht, dass Spannungen zwischen der ersten und der zweiten Schicht, besonders die Spannungen, die während des Formpressens entstehen, von der
Adhäsionsschicht ausgeglichen werden können, wodurch die Prägbarkeit der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Kunststoff-Folien verbessert wird.
Um eine möglichst gute Adhäsion zwischen der ersten und der zweiten Schicht der Mehrschicht-Kunststoff-Folie zu erhalten, sollte die Adhäsionsschicht vorteilhafterweise eine Dicke zwischen ca. 1 m und 15 pm, bevorzugt zwischen etwa 4 m bis 7 μηη aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die
Adhäsionsschicht vermittels einer Primerschicht ausgebildet. Unter einer
Primerschicht soll eine haftvermittelnde Schicht verstanden werden, die bevorzugt bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Kunststoff- Folie auf eine Schicht der Folie aufgebracht wird, und die eine sehr gute Haftung dieser Schicht an der anderen Schicht vermittelt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Folie kann die Primerschicht flexibel sein und aus einem vernetzenden Polymer, besonders bevorzugt aus einem Polyurethan-basierten vernetzenden Polymer bestehen.
Die Mehrschicht-Kunststoff-Folie kann in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden. Hierfür werden die erste und die zweite Schicht in getrennten Extrusionsverfahren insbesondere zeitgleich hergestellt. Die fertig extrudierten Schichten werden mit Hilfe von Führungen parallel und voneinander beabstandet geführt. Um die einzelnen Schichten miteinander zu verbinden, wird ein Klebstoff bzw. ein Primer zur Ausbildung der Adhäsionsschicht auf die Innenseite zumindest einer Schicht aufgetragen. Die Auftragung des Klebstoffs bzw. Primers kann durch Sprühauftrag bzw. auch per Hand erfolgen. Besonders bevorzugt wird der Klebstoff bzw. Primer auf eine Schicht aufgerakelt.
Nachdem der Klebstoff bzw. Primer aufgetragen wurde, werden die einzelnen Schichten miteinander mechanisch in Kontakt gebracht. Es entsteht ein fester Verbund, dessen Adhäsion durch Abwälzen noch verbessert werden kann.
Eine Haftung der Schichten kann darüber hinaus noch weiter verbessert werden, indem eine der beiden Schichten der Folie vor dem Aufbringen des Klebstoffs bzw. Primers bzw. dem Inkontaktbringen mit der Klebstoff- bzw.
Primerbeschichteten weiteren Schicht einer Coronabehandlung unterzogen wird. Eine solche Vorbehandlung hat sich insbesondere bei einer Schicht aus
Polyurethan-Ether als besonders wirksam erwiesen.
Die fertige Mehrschicht-Kunststoff-Folie kann entweder aufgerollt oder aber auch mit Hilfe von Schneidvorrichtungen in Abschnitte vorbestimmter Größen geschnitten werden. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit die einzelnen Schichten der Mehrschicht-Kunststoff-Folie unabhängig voneinander herzustellen und getrennt voneinander zu lagern. Die Schichten können dann zu einem späteren Zeitpunkt unter Verwendung eines geeigneten Klebstoffs oder Primers miteinander verbunden werden.
Die eine niedrigere Temperaturbeständigkeit aufweisende thermoplastische zweite Schicht der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Kunststoff-Folie ist vorzugsweise aus Polyurethan-Ether gebildet. Polyurethan-Ether weist sehr hohe Hydrolysebeständigkeit auf. Die Auswahl des thermoplastischen Kunststoffes kann jedoch auch danach erfolgen, wie und aus welchen Materialien die
Isolierschichten aufgebaut sind, die mit den Mehrschicht-Kunststoff-Folien gemäß der Erfindung behäutet werden sollen. Die Auswahl ist so zu treffen, dass eine gute mechanische und chemische Verträglichkeit zwischen Mehrschicht- Kunststoff-Folie, hier insbesondere der zweiten Schicht, und zu behäutender Isolierschicht besteht. Je nach verwendeter Isolierschicht kann eine optimale mechanische Verbindung zwischen der Mehrschicht-Kunststoff-Folie und der Isolierschicht alternativ auch dadurch erreicht werden, dass die zweite Schicht Co-Polyamid, Co-Polyester oder Co-Polyterephtalat umfasst.
In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die erste Schicht Polyamid 6.6 bzw. besteht aus diesem Werkstoff. Polyamid 6.6 weist eine hohe mechanische Festigkeit, eine sehr gute chemische Beständigkeit und eine hohe
Schmelztemperatur auf. Es eignet sich daher sehr gut zur Behäutung von Bauteilen, die in Bereichen eingesetzt werden, in denen u.a. hohe Temperaturen herrschen und wasser- oder ölhaltige und/oder aggressive Medien vorkommen, beispielsweise in Motorräumen.
Denkbar ist aber auch, dass die erste Schicht aus einem modifizierten Polyester oder einem Homopolyamid besteht.
In einer Ausführungsvariante weisen sowohl die erste als auch die zweite Schicht der Mehrschicht-Kunststoff-Folie eine Dicke von mindestens etwa 10 μηη und höchstens etwa 35 pm auf. In einer bevorzugten Ausführung liegt die Dicke der ersten und zweiten Schicht bei mindestens etwa 15 pm und höchstens etwa 25 pm. Durch das Verwenden von ersten und zweiten Schichten mit
unterschiedlichen Dicken können die akustischen Eigenschaften der Mehrschicht- Kunststoff-Folie bzw. des folienbeschichteten formgepressten Bauteils individuell an den speziellen Verwendungszweck angepasst werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann eine flächenhaft ausgedehnte Isolierschicht beidseitig von einer erfindungsgemäßen Mehrschicht-Kunststoff- Folie abgedeckt sein. Vorstellbar ist aber auch, dass es sich nicht um ein flächenhaft ausgedehntes, sondern um ein räumlich ausgedehntes,
folienbeschichtetes, formgepresstes Bauteil handelt. Um die Isolierschicht in diesem Fall vor äußeren Einflüssen zu schützen, muss die Isolierschicht allseitig mit der Mehrschicht-Kunststoff-Folie abgedeckt werden. Hierdurch wird eine vollständige Verkapslung der Isolierschicht erreicht. Das Bauteil ist nun besonders resistent gegenüber äußeren Einflüssen wie der Einwirkung hoher Temperaturen und aggressiver Substanzen und besitzt daher eine längere Lebensdauer. Diese (2d- oder 3d-) Bauteile mit vollständig verkapselter Isolierschicht eignen sich wegen ihrer sehr hohen Hydrolysebeständigkeit besonders gut für den Einsatz in Gebieten mit einer hohen Luftfeuchtigkeit, wie z. B. den Tropen.
Denkbar ist, dass die Isolierschicht des folienbeschichteten, formgepressten Bauteils aus einem Schaumkunststoff, z. B. aus Polyurethanschaum besteht. Ferner kann die Isolierschicht auch aus einem Melaminharzschaum, wie z. B. aus Basotect® der Firma BASF bestehen.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die
Isolierschicht auch Textilvliese oder Textilgewebe umfassen. Eine besonders bevorzugte Verwendung finden hierbei Baumwollfaservliese. Durch Verwendung von Baumwollfaservlies können insbesondere die Schalldämmeigenschaften verbessert werden. Bei den verwendeten Baumwollfaservliesen kann es sich z.B. um gerissene Stoffreste handeln.
Der Aufbau der Isolierschicht ist aber nicht auf die vorstehend genannten Ausführungen beschränkt. Es können praktisch alle formpressbaren Materialien mit vorteilhaften thermischen und/oder akustischen Eigenschaften zur
Ausbildung der Isolierschicht verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Isolierschicht ein wärmeaushärtendes Harz oder einen wärmeaushärtenden Binder,
isbesondere ist die Isolierschicht mit einem solchen Harz oder Binder getränkt. Als besonders geeignet haben sich z.B. Phenolharze erwiesen. Phenolharze härten bei Temperaturen von ca. 150°C bis 170°C aus und sind nach dem Aushärten bruchfest und als duroplastischer Werkstoff widerstandsfähig gegenüber hohen Temperaturen. Ähnlich vorteilhafte Eigenschaften haben Melaminharze. Beide Harze werden bevorzugt in pulvriger Form in die
Isolierschicht eingebracht. Beim Formpressen vernetzen die Harze und entwickeln duroplastische Eigenschaften, mit denen z.B. eine hohe
Temperaturbeständigkeit einhergeht.
Die Temperatur während des Formpressens muss mindestens so hoch gewählt werden, dass zum einen der Erweichungspunkt der zweiten Schicht der Mehrschicht-Kunststoff-Folie erreicht wird. Hierdurch kann die thermoplastische zweite Schicht als Schmelzkleber wirken und es entsteht eine mechanisch hoch belastbare stoffschlüssige Verbindung zwischen der Mehrschicht-Kunststoff-Folie und der Isolierschicht. Zum anderen muss die Temperatur während des
Formpressens so hoch gewählt werden, dass bei Vorhandensein eines Harzes oder eines Binders in der Isolierschicht die Aushärtungsreaktion des Harzes oder Binders stattfinden kann.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt der Formpressvorgang des folienbeschichteten Bauteils bei einer Temperatur von über 180°C, bevorzugt über 200°C, besonders bevorzugt über 220°C. Dies ermöglicht eine relevante Verkürzung des Formpresszyklus und damit eine Verringerung der Durchlaufzeit. Damit einhergehend werden die Herstellkosten der Bauteile deutlich reduziert.
Die Dauer des Pressvorgangs dauert in einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weniger als 100 Sekunden, vorzugsweise weniger als 90 Sekunden, besonders bevorzugt weniger als 70 Sekunden.
In einer vorteilhaften Ausführung wird das folienbeschichte formgepresste Bauteil als akustisch wirksame Motorhaubenverkleidung oder als akustisch wirksame Trennwand zwischen Fahrgastzelle und Motorraum verwendet. Die
folienbeschichten formgepressten Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung eignen sich zudem gut als Stirnwände sowie als Verkleidungen von
Getriebetunnel und Ölwannen. Vorstellbar ist aber auch, dass das Bauteil zur thermischen und/oder akustischen Isolierung von Gebäuden oder Rohrleitungen eingesetzt wird.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung soweit technisch sinnvoll beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die den Unteransprüchen aufgeführt oder in der
Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind. Es zeigen :
Fig. 1 : eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Mehrschicht-Kunststoff-Folie in einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen
flächenhaft ausgedehnten, folienbeschichteten formgepressten Bauteils in einer Ausführungsform.
Die in Fig. 1 dargestellte Mehrschicht-Kunststoff-Folie 1 besteht aus einer ersten Schicht 2, einer thermoplastischen zweiten Schicht 4 und einer Adhäsionsschicht 3, die zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 4 angeordnet ist. Die Adhäsionsschicht 3 wird von einer flexiblen Primerschicht mit einer Dicke von wenigen μητι gebildet, bevorzugt hat sie eine Dicke von etwa 4 μιτι bis 7 μηη. Als Primer wird ein vernetzendes Polymer verwendet, welches eine erhöhte Haftung sowohl auf der ersten Schicht 2 als auch auf der zweiten Schicht 4. aufweist.
Die zweite Schicht 4 besteht vorteilhaft aus einem thermoplastischen
Polyurethan, das bei erhöhter Temperatur erweicht. Hierdurch weist die zweite Schicht 4 bei erhöhten Temperaturen Klebeeigenschaften auf und eignet sich daher sehr gut als Heißschmelzkleber. Als besonders geeignetes Material für die zweite Schicht hat sich Polyurethanäther erwiesen.
Die erste Schicht 2 besteht beispielsweise aus Polyamid 6.6.
Die erste Schicht 2 und die zweite Schicht 4 weisen jeweils eine Dicke von etwa 15 pm bis 35 pm auf. Die erste Schicht 2 und zweite Schicht 4 können sich jedoch auch in ihrer Dicke voneinander unterscheiden.
Zur Herstellung des Folienverbunds werden Folien aus Polyamid zur Ausbildung der ersten Schicht 2 und aus Polyurethan zur Ausbildung der zweiten Schicht 4 separat extrudiert. Danach wird eine Primerschicht definierter Dicke einseitig auf die Polyurethanfolie oder auf die Polyamidfolie aufgebracht, bevorzugt aufgerakelt. Ggf. kann die Haftung der Primerschicht auf der Polyurethanfolie durch eine vorgelagerte Coronabehandlung der Oberfläche der Polyurethanfolie noch verbessert werden. Nach dem Aufbringen der Primerschicht werden die Polyamidfolie und die Polyurethanfolie unter Einschluss der Primerschicht zusammengeführt und in mechanischen Konakt gebracht, wodurch sich eine flächige Verklebung der Polyamidfolie mit der Polyurethanfolie ergibt. Die
Festigkeit dieses Folienverbunds kann durch lokale Krafteinwirkung auf den Folienverbund erhöht werden, z.B. indem der Verbund durch ein oder mehrerer Walzenpaare hindurchgeführt wird. Danach wird der Folienverbund auf einer Spule aufgespult und in aufgespulter Form für eine spätere Verwendung bereitgehalten.
In Fig. 2 ist schematisch ein Schnitt durch ein flächenhaft ausgedehntes, folienbeschichtetes, formgepresstes Bauteil 6 dargestellt, bei dem es sich z.B. um eine Motorhaubenisolation handeln kann. Das Bauteil 6 umfasst eine
Isolierschicht 5, die beidseitig von einer Mehrschicht-Kunststoff-Folie Γ, 1" kaschiert ist. Jede der Mehrschicht-Kunststoff-Folien Γ, 1" ist stoffschlüssig mit der Isolierschicht 5 verbunden. Weiterhin sind die Mehrschicht-Kunststoff-Folien , 1" umlaufend randseitig stoffschlüssig unmittelbar miteinander verbunden. Auf diese Weise ist die Isolierschicht 5 vollständig von den Mehrschicht- Kunststoff-Folien Γ, 1" umschlossen, so dass die Isolierschicht 5 vollständig verkapselt und damit effektiv vor Umwelteinschlüssen geschützt ist.
Beide Mehrschicht-Kunststoff-Folien , 1" bestehen aus einer ersten Schicht 2 2", einer zweiten Schicht 4\ 4" und einer dazwischen liegenden Adhäsionsschicht 3, ihr Aufbau entspricht damit dem Aufbau der in Fig. 1 dargestellten
Mehrschicht-Kunststoff-Folie 1.
Die Isolierschicht 5 besteht aus einem Baumwollfaservlies, welches mit einem nicht ausgehärteten Phenolharz getränkt ist. Baumwollfaservliese sind im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik besonders geeignet, da sie bei niedrigen Materialkosten gute Schalldämmeigenschaften aufweisen.
Das Bauteil aus Fig. 2 wird durch Formpressen in einem beheizten Formwerkzeug hergestellt. Hierfür werden ein vorgeschnittener Abschnitt der
vorkonfektionierten Mehrschicht-Kunststoff-Folie 1", ein vorgeschnittener Abschnitt der Isolierschicht 5 und ein vorgeschnittener Abschnitt der
Mehrschicht-Kunststoff-Folie 1' horizontal übereinander gelegt, so dass die ersten Schichten V , der Mehrschicht-Kunststoff-Folien Γ, 1" nach außen orientiert sind. Dabei sind die Abschnitte der Mehrschicht-Kunststoff-Folien Γ, 1" geringfügig größer dimensioniert als der Abschnitt der Isolierschicht 5, so dass die Mehrschicht-Kunststoff-Folien Γ, 1" die Isolierschicht 5 allseitig randseitig übergreifen. Der entstehende lose Verbund wird an zwei gegenüberliegenden Längsseiten mittels eines geeigneten Werkzeugs gegriffen, dadurch mechanisch fixiert und in das beheizte auf einer Presse befestigte geöffnete Formwerkzeug gelegt, worauf das Formwerkzeug geschlossen wird.
Das entstehende Bauteil erlangt durch den Druck der Presse auf das
Formwerkzeug die vom Werkzeug vorgegebene Form. Die Hälften des
Formwerkzeugs sind auf bis zu 240°C aufgeheizt, so dass während des
Formpressens das Phenolharz in der Isolierschicht aushärtet. Da das für die erste Schichten 2 2" der Mehrschicht-Kunststoff-Folien Γ, 1" verwendete PA 6.6 eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit aufweist, kann mit hohen Temperaturen des Formwerkzeugs gearbeitet werden, woraus eine kurze Aushärtungszeit der mit Phenolharz getränkten Isolierschicht resultiert. Hieraus kann die Zykluszeit verkürzt werden, was mit einer deutlichen Effizienzsteigerung des
Herstellungsverfahrens einhergeht.
Weiterhin schmelzen die an die Isolierschicht 5 angrenzenden zweiten Schichten 4', 4" auf und wirken damit als Schmelzkleber. Es entsteht ein unlösbarer Verbund zwischen der Isolierschicht 5 und den Mehrschicht-Kunststoff-Folien Γ, 1".
Der randseitig über die Isolierschicht 5 hinaus gehende Teil der Mehrschicht- Kunststoff-Folien Γ, 1" wird während des Formpressens unmittelbar miteinander verschweißt und dichtet so die Isolierschicht 5 vollständig nach außen hin ab.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrschicht-Kunststoff-Folie (1, , 1") zur Beschichtung von durch
Formpressen hergestellten Bauteilen, mit den folgenden Merkmalen: a. die Folie umfasst mindestens eine erste Schicht (2, 2\ 2") aus einem ersten Kunststoff material und eine zweite Schicht (4, 4 4") aus einem zweiten Kunststoffmaterial,
b. das erste Kunststoffmaterial weist eine höhere
Temperaturbeständigkeit auf als das zweite Kunststoffmaterial, c. das zweite Kunststoffmaterial ist thermoplastisch,
dadurch gekennzeichnet, dass
d. zwischen der ersten (2, 2 2") und der zweiten Schicht (4, 4', 4") eine Adhäsionsschicht (3) angeordnet ist, die die erste Schicht (2, X, 2") mit der zweiten Schicht (4, 4\ 4") mechanisch verbindet.
2. Folie ( 1, Γ, 1") nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätsmodul der Adhäsionsschicht (3) kleiner ist als der
Elastizitätsmodul der ersten Schicht (2, 2 2") und/oder der zweiten Schicht (4, 4 4").
3. Folie (1, 1', 1") nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Adhäsionsschicht (3) eine Dicke zwischen 1 μηη und 15 μιτι aufweist, bevorzugt zwischen 4 m und 7 μιτι.
4. Folie (1, , 1") nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Adhäsionsschicht (3) vermittels einer Primerschicht ausgebildet ist.
5. Folie (1, , 1") nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Primerschicht aus einem vernetzenden Polymer, besonders bevorzugt aus einem Polyurethan basierten vernetzenden Polymer besteht.
6. Folie (1, Γ, 1") nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kunststoffmaterial Polyamid 6.6 umfasst.
7. Folie (1, , 1") nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (2, 2 2") eine Dicke von mindestens etwa 10 μητι und höchstens etwa 35 μηη, vorzugsweise von 15 μηη und höchstens etwa 25 μητι, aufweist.
8. Folie (1, , 1") nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kunststoffmaterial Polyurethan-Äther, Co-Polyamid oder Co-Polyterephtalat umfasst.
9. Folie ( 1, Γ, 1") nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (4, 4\ 4") eine Dicke von mindestens etwa 10 μηι und höchstens etwa 35 μιτι, vorzugsweise von mindestens 15 μηη und höchstens etwa 25 μητι, aufweist.
10. Folienbeschichtetes, durch Formpressen hergestelltes Bauteil (6),
insbesondere zur Wärme- und Schalldämmung, mit einer
Isolierschicht (5), die zumindest einseitig mit einer Mehrschicht- Kunststoff-Folie ( , 1") nach Anspruch 1 beschichtet ist, wobei die thermoplastische zweite Schicht (4 4") der Mehrschicht-Kunststoff- Folie ( , 1") zur Isolierschicht (5) hinzeigt, und die Mehrschicht- Kunststoff-Folie ( , 1") und die Isolierschicht (5) durch Aufschmelzen der zweiten Schicht (4\ 4") fest verbunden sind.
11. Folienbeschichtetes formgepresstes Bauteil (6) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) allseitig mit der Mehrschicht- Kunststoff- Folie ( 1\ 1") beschichtet ist.
12. Folienbeschichtetes formgepresstes Bauteil (6) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) Baumwollfaservlies,
Melaminharzschaum oder geschäumtes Polyurethan umfasst.
13. Folienbeschichtetes formgepresstes Bauteil (6) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) mit einem wärmeaushärtenden Harz oder Binder, bevorzugt Phenolharz, Melaminharz oder Epoxidharz, versetzt ist.
14. Folienbeschichtetes formgepresstes Bauteil (6) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bauteil um eine Motorhaubenverkleidung, eine Trennwand zwischen Motorraum und Fahrgastzelle, eine Verkleidung für eine Ölwanne oder eine Verkleidung eines Getriebetunnels für ein Kraftfahrzeug handelt.
15. Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten formgepressten
Bauteils (6), das folgende Schritte aufweist:
a. Bereitstellen einer Mehrschicht-Kunststoff-Folie ( 1, , 1") gemäß Anspruch 1,
b. Bereitstellen einer formpressbaren thermisch und/oder akustisch wirksamen Isolierschicht (5),
c. zumindest einseitiges Abdecken der Isolierschicht (5) mit der
Mehrschicht-Kunststoff-Folie (1, 1\ 1"),
d. Formpressen der folienbedeckten Isolierschicht (5), wodurch die folienbedeckte Isolierschicht (5) in Form gebracht wird und wobei sich gleichzeitig die Mehrschicht-Kunststoff-Folie (1, Γ, 1") und die Isolierschicht (5) unter Wärmeeinwirkung durch Aufschmelzen der zweiten Schicht (4\ 4") der Mehrschicht-Kunststoff-Folie (1, V, 1") unlösbar miteinander verbinden.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die
bereitgestellte Isolierschicht (5) zumindest partiell mit einem
wärmehärtenden Harz oder Binder getränkt ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der
Pressvorgang weniger als 100 Sekunden dauert, vorzugsweise weniger als 90 Sekunden, besonders bevorzugt weniger als 70 Sekunden.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberflächentemperatur des zum Formpressen verwendeten
Formwerkzeugs während des Formpressvorgangs über 200°C, bevorzugt über 220°C beträgt.
19. erfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der
Schließdruck während des Formpressens zwischen etwa 50-400 t, bevorzugt etwa 100 t beträgt.
20. Verwendung eines folienbeschichteten formgepressten Bauteils (6) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Wärme- und/oder Schalldämmung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Form einer Motorhaubenverkleidung, einer Trennwand zwischen Motorraum und Fahrgastzelle, einer Verkleidung für eine Ölwanne oder einer Verkleidung eines Getriebetunnels.
21. Verwendung eines folienbeschichteten formgepressten Bauteils (6) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche in einer
Atmosphäre mit hohem Gehalt von Wasser- und/oder Öldampf und/oder sonstigen aggressiven Substanzen.
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